[发明专利]基于多相计算流体力学插值的设备结构改进方法及设备

权利要求书

1.一种设备结构改进方法，其特征在于，包括：

基于k-d树型数据结构，将多相计算流体力学生成的目标设备的原始计算网格的坐标信息重新构造并储存，获得重构后的计算网格；其中，目标设备的原始计算网格用于表征目标设备的几何结构；

对重构后的计算网格，进行拟插值点的搜索定位，获得m个邻近计算网格点，其中m为正整数；其中，m个邻近计算网格点包含了多相计算流场的速度信息、旋度信息和压强信息；

基于获得的m个邻近计算网格点，根据距离平方反比插值法，获得拟插值点的多相流场信息；基于拟插值点的多相流场信息、拟离散相的轨迹信息，对目标设备的几何结构进行优化设计；

基于k-d树型数据结构，将多相计算流体力学生成的目标设备的原始计算网格的坐标信息重新构造并储存，获得重构后的计算网格，包括：

根据目标设备的原始计算网格的k维属性设置k个键值，首先对第0个键值的目标设备的原始计算网格的坐标进行升序排列，以中位数为父节点放入k-d树型数据结构；再对子节点的第1个键值的目标设备的原始计算网格的坐标按升序排列，以中位数为父节点放入k-d树型数据结构；以此类推，最终将目标设备的原始计算网格重新存储为k-d树型数据结构，获得重构后的计算网格；

对重构后的计算网格，进行拟插值点的搜索定位，获得m个邻近计算网格点，包括：

构造一个队列，队列的大小m为与拟插值点的邻近计算网格点的期望个数；从k-d树的父节点开始，比较父节点键值所对应的坐标与拟插值点同样键值对应的坐标的大小关系，随后将拟插值点放入左子树或右子树；

重复上一步骤，依次将比较的计算网格放入队列中，直至k-d树的根节点；

进行回溯，如果拟插值点与队列首元素的距离小于拟插值点与队列第二元素超平面的距离，则停止回溯；此时队列中的m个元素为与拟插值点距离最近的m个邻近计算网格点。

2.根据权利要求1所述的设备结构改进方法，其特征在于，目标设备为核动力蒸汽发生器设备、安全壳喷淋冷凝装置、液滴喷嘴雾化设备或颗粒物分离净化器。

3.根据权利要求1所述的设备结构改进方法，其特征在于，键值key(i)的定义如下：

key(i)＝(i+1)modk

其中：i表示k-d树的层，k表示目标设备的原始计算网格的维数，键值的取值范围从0到k-1。

4.根据权利要求1所述的设备结构改进方法，其特征在于，进行回溯，之后还包括：

如果拟插值点与队列首元素的距离大于拟插值点与队列第二元素超平面的距离，将队列中首元素换位第二元素，并进入第二元素的树形分支，直至发现根节点与拟插值点的距离小于拟插值点与父节点超平面的距离，则停止回溯；此时队列中的m个元素为与拟插值点距离最近的m个邻近计算网格点。

5.根据权利要求1或4所述的设备结构改进方法，其特征在于，基于获得的m个邻近计算网格点，根据距离平方反比插值法，获得拟插值点的多相流场信息，包括：

其中，F_i表示拟插值点的多相流场信息，F^j为计算网格位置上的多相流场信息，l^j表示拟插值点和第j个邻近计算网格点的欧式距离。